I en studie som sträcker sig över två decennier, ett team av forskare under ledning av Colorado State University fann ett minskande antal jordfauna, nematoder och andra djurarter i McMurdo Dry Valleys, en av världens torraste och kallaste öknar. Denna upptäckt tillskrivs klimatförändringar, som har utlöst smältning och upptining av is i denna öken sedan en okarakteristiskt varm väderhändelse 2001.

Det finns inga växter, fåglar eller däggdjur i McMurdo Dry Valleys, ligger i den största regionen på den antarktiska kontinenten. Men mikrober och mikroskopiska ryggradslösa djur lever i det hårda ekosystemet, där medeltemperaturen är under -15 grader Celsius, eller 5 grader Fahrenheit.

Fynden ger insikt och en alarmklocka om hur ekosystem reagerar på klimatförändringar och på ovanliga klimathändelser, sa forskare.

"Fram till 2001, regionen upplevde ingen uppvärmningstrend, "sa Walter Andriuzzi, huvudförfattare till studien och en postdoktoral forskare vid Institutionen för biologi och School of Global Environmental Sustainability.

"Tvärtom, det blev kallare, "fortsatte han." Men 2001, kyltrenden slutade abrupt med en extremt varm väderhändelse. Sedan dess, medeltemperaturerna är antingen stabila eller ökar något. Men viktigast av allt, det har förekommit mer intensiva väderhändelser. "

Forskargruppen provade jordens ryggradslösa djur och mätte jordens egenskaper, inklusive vattenhalt, i tre hydrologiska bassänger och på tre olika höjder i regionen. I Taylor Valley, fältstudien lanserades 1993; i Miers och Garwood dalar, forskare började sitt arbete 2011.

Andriuzzi sa vad teamet fann i denna långsiktiga studie inte kan observeras genom att titta på genomsnittliga eller månatliga temperaturer.

"Det är några timmar, eller dagar med ovanligt varmt väder, "sa han." Det finns till och med toppar med hög solstrålning som utlöser isupptining utan höga temperaturer. Det är så klimatförändringarna sker där, och det börjar redan påverka det biologiska samhället där. "

Högre temperaturer betyder mer smältning och upptining av is från glaciärer och permafrost, vilket har lett till nedgången för de vanligaste arterna, nematoden Scottnema lindsayae. Andra arter blir fler och sprider sig uppåt. Som ett resultat, vid högre höjder, mikroberna och djuren i jorden blir mer mångsidiga, med okända konsekvenser för ekosystemet.

"Detta händer över hela världen, och inte bara i Antarktis, sa Andriuzzi, som är forskare vid laboratoriet för University Distinguished Professor Diana Wall. I Rocky Mountains, till exempel, forskare har observerat att insekter rör sig uppåt från år till år, på grund av uppvärmningstemperaturer.

Andriuzzi, som ledde fältarbete i McMurdo Dry Valleys, kallade Antarktis nematoder för "anmärkningsvärda varelser".

"Det är fantastiskt att de överlever under dessa förhållanden, "sa han. Växtperioden varar bara några veckor, men på fältet, detta mikroskopiska djur kan leva 10 år.

Med tanke på vad laget hittade, Andriuzzi sa att det kommer att ta tid för nematodgemenskapen att återhämta sig från dessa störningar.

"Med klimatförändringarna vissa arter är vinnare, vissa är förlorare, "sa han." I de torra dalarna handlar det om hur de reagerar på uppvärmning och, viktigast, vatten."

Andriuzzi sa att förändringar i samhällen ofta är mycket svåra att förutsäga eftersom det finns så många arter.

"Det är lättare på platser som de torra dalarna att isolera effekterna av klimatförändringar, eller för att isolera hur en art reagerar på klimatförändringar på ett sätt, "sa han." Det är ett naturligt laboratorium, där några av de mekanismer som fungerar någon annanstans kan presenteras. "